Высокочувствительный широкополосный органический фотодетектор на основе слоя модификации интерфейса из оксида алюминия

LI Yaojiang ,  

SHI Linlin ,  

SUN Xinyu ,  

SHANG Ziheng ,  

LI Guohui ,  

JI Ting ,  

CUI Yanxia ,  

摘要

Органические фотодетекторы привлекают внимание в области биомедицинской визуализации, экологического мониторинга и оптической связи благодаря широкому ассортименту материалов, гибкости и биосовместимости. Однако из-за ограничений в поглощении органических материалов и высокого темнового тока существующие органические фотодетекторы по-прежнему сталкиваются с проблемами в широкополосной реакции и высокой чувствительности. В данной работе в качестве активного слоя использован ZnPc∶C60, при этом посредством технологии атомного осаждения введён слой модификации интерфейса из оксида алюминия, эффективно подавляющий химическую реакцию на интерфейсе между анодом ITO и слоем переноса дырок ZnPc, что снизило плотность темнового тока до 4×10-7 A/cm2, а отношение светового и темнового тока увеличилось до 3500. Кроме того, спектроскопия раманов подтверждает наличие межмолекулярного переноса заряда между ZnPc и C60, что расширяет спектральный диапазон отклика устройства. Устройство демонстрирует стабильные спектральные характеристики в широком диапазоне 375~1550 нм. После дальнейшей оптимизации конечное устройство при длине волны 365 нм достигло внешнего квантового выхода (EQE), чувствительности (R) и детектируемости (D*) на уровнях 72,4%, 0,21 A/W и 4,05×1011 Джоулей соответственно. Кроме того, при длинах волн 580 и 735 нм устройство проявляет фотомножительный эффект с максимальными значениями EQE, R и D* соответственно 128,3%, 0,75 A/W и 1,44×1012 Джоулей. Данное исследование предлагает новый подход к проектированию органических фотодетекторов с высокой чувствительностью и широкополосным откликом.

关键词

фотодетектор;органические мелкомолекулярные вещества;модификация интерфейса;межмолекулярный перенос заряда;оксид алюминия

阅读全文